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新一代多普勒天气雷达基数据解析软件设计与实现 被引量：3
1
作者 李恒昶 陈庆亮 +2 位作者 张玉洁 孙伟佳 李季 《气象水文海洋仪器》 2023年第3期102-105,共4页
为充分利用新一代多普勒天气雷达基数据,结合新一代多普勒天气雷达基数据标准格式,文章研究了使用Python语言读取和解析基数据的方法,将解析后的数据根据不同的产品、不同的扫描仰角分别存储在多个Excel文件中。将解析后的数据在Python... 为充分利用新一代多普勒天气雷达基数据,结合新一代多普勒天气雷达基数据标准格式,文章研究了使用Python语言读取和解析基数据的方法,将解析后的数据根据不同的产品、不同的扫描仰角分别存储在多个Excel文件中。将解析后的数据在Python中重绘生成,与业务用pup软件生成的产品图像对比,验证了基数据解析的准确性。该软件的业务应用可为基于雷达基数据资料的分析与研究提供数据基础。 展开更多
关键词 新一代多普勒天气雷达 基数据 PYTHON 解析
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多普勒雷达基数据在短时对流天气数值预报中的应用 被引量：6
2
作者 祝婷 钟青 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2008年第3期281-290,共10页
ARPS模式中原本有处理多普勒雷达Lev-Ⅲ资料的模块，但在一个雷达测站只处理4个仰角的径向风和反射率的资料。在此基础上，进行修改扩充将我国20世纪末、21世纪初全国布网的新一代多普勒雷达基数据Lev-Ⅱ全部14个仰角的原始径向风和反... ARPS模式中原本有处理多普勒雷达Lev-Ⅲ资料的模块，但在一个雷达测站只处理4个仰角的径向风和反射率的资料。在此基础上，进行修改扩充将我国20世纪末、21世纪初全国布网的新一代多普勒雷达基数据Lev-Ⅱ全部14个仰角的原始径向风和反射率资料应用于ARPS模式。对我国2003年7月一次特大暴雨过程的个例研究表明，初始时刻加入多普勒雷达基数据的数值模拟，能改善短时0～12h的降水范围、强度和降水中心的预报结果。即使在目前雷达初始化数值模式预报低谷区的3～4h处，仍表现出较好的预报水平。因此，本文认为使用多普勒雷达资料初始化中尺度数值模式，能够弥补“spin-up（起转）”带来的副作用，表现在开始预报的第1h，就预报出雷达估计回波的强中心和大致分布，并且预报出与实况接近的降水；改变了由“spin-up”引起的回波估计预报延迟和预报前期没有降水的现象。且试验表明提高数值模式分辨率，可以使多普勒雷达资料弥补“spin-up”副作用的能力更明显。多普勒雷达资料应用于数值模式之所以有这种能力，是由于从多普勒雷达资料可以得到云和降水场的信息，一方面为模式微物理变量提供初值，填补了初始时刻云微物理量的空白，使随后的微物理量演变进程更加合理化，从而对降水预报产生正面影响；另一方面，为中尺度模式的非绝热初始化提供对流尺度数据源，对潜热、动力场和湿度进行调整，有效地实现模式的“hot—start（热启动）”，缩短了“预热”时间。 展开更多
关键词 多普勒雷达基数据同化 ARPS模式 起转 初值化 对流天气
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同化多普勒雷达风资料的两种方法比较 被引量：40
3
作者 杨毅 邱崇践 +2 位作者 龚建东 邓莲堂 希爽 《高原气象》 CSCD 北大核心 2007年第3期547-555,共9页
以美国新近研发的天气研究预报模式（WRF）配置的三维变分同化系统WRF 3D-Var为平台,比较了两种不同的同化多普勒雷达径向风资料的方法。一种是WRF 3D-Var系统现有的径向风资料直接同化方法;另一种是首先用两步变分法由多普勒资料反演... 以美国新近研发的天气研究预报模式（WRF）配置的三维变分同化系统WRF 3D-Var为平台,比较了两种不同的同化多普勒雷达径向风资料的方法。一种是WRF 3D-Var系统现有的径向风资料直接同化方法;另一种是首先用两步变分法由多普勒资料反演出水平风,再同化反演风场。针对2003年7月4-5日的一次淮河暴雨过程进行的同化试验结果表明,同化了雷达风资料后得到的水平风场包含了更多的中尺度特征;从降水预报评分和预报的雷达回波来看,两种方法都能够明显改进降水预报,这种正作用能维持6 h左右;相对而言,同化反演的水平风场的效果略优于直接同化雷达径向风的效果。 展开更多
关键词 多普勒雷达 WRF 3D-VAR 同化
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多普勒雷达风廓线的反演及变分同化试验 被引量：33
4
作者 李华宏 薛纪善 +1 位作者 王曼 杨明 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2007年第1期50-57,共8页
为了将雷达风场资料更好地应用到数值预报模式中,使用VAD方法反演多普勒雷达风廓线并处理成标准的探空资料进行变分同化试验。结果表明:VAD方法反演的风廓线与探空实况对应较好,验证了用VAD技术反演风廓线的可行性。用GRAPES-Meso模式... 为了将雷达风场资料更好地应用到数值预报模式中,使用VAD方法反演多普勒雷达风廓线并处理成标准的探空资料进行变分同化试验。结果表明:VAD方法反演的风廓线与探空实况对应较好,验证了用VAD技术反演风廓线的可行性。用GRAPES-Meso模式的三维变分同化系统对雷达风廓线资料进行同化后,风场的初始场明显改善,降水强度和落区预报也有不同程度的改善。其中,对6 h降水预报的改善明显优于对24 h的预报改善。另外,在短时强降水预报中,雷达风场资料的同化频率和同化窗口的不同,对降水预报的改善情况也有所差异。在个例研究中,同化间隔为1 h的方案6 h降水预报要优于同化间隔为3 h和6 h的方案,同化窗口为3 h的试验方案6 h降水预报要好于同化窗口为6 h的试验方案。 展开更多
关键词 多普勒雷达 风廓线反演 变分同化 GRAPE-Meso模式
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多普勒雷达资料4DVAR同化反演的模拟研究 被引量：45
5
作者 许小永 郑国光 刘黎平 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期410-422,共13页
利用Sun等建立的同化模式和四维变分同化方法对多普勒雷达资料反演大气风场、热力场和微物理场进行了模拟试验研究。反演的基本思路是 :将 4DVAR同化方法应用到三维云模式 ,定义价值函数表征雷达资料与模式预报结果之间的差别 ,通过极... 利用Sun等建立的同化模式和四维变分同化方法对多普勒雷达资料反演大气风场、热力场和微物理场进行了模拟试验研究。反演的基本思路是 :将 4DVAR同化方法应用到三维云模式 ,定义价值函数表征雷达资料与模式预报结果之间的差别 ,通过极小化价值函数得到反演场 ,价值函数相对模式控制变量的梯度由伴随模式求取。试验结果表明 ,4DVAR同化技术能够从单 (双 )多普勒雷达资料反演大气三维风场、热力场和微物理场。各个变量反演精度高低与同化过程中变量受约束的大小程度呈正相关。速度场和雨水场反演精度较高 ,温度场、云水和水汽的反演精度次之 ,温度场的准确反演需要较长的同化时间。价值函数中加入背景场 ,哪怕是单点探空给出的平均场信息也有利于提高反演精度。在采用单部多普勒雷达资料进行反演时 ,速度场的反演误差较大。反演区相对雷达站的位置变化对速度场反演结果有一定的影响 ,而对其他变量的反演影响很小。两个时次的雷达观测资料基本足够提供反演所需的时间演变信息 ,同化更多时次的雷达资料 ,反演效果改进很小。雷达观测资料的缺值会显著降低同化效果 ,甚至可能导致同化失败 ,引入背景场可以改善这一状况。 4DVAR同化技术对于雷达观测资料误差不太敏感。利用双多普勒雷达合成风场提供水平风场边? 展开更多
关键词 多普勒雷达 4DVAR同化 反演 价值函数
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利用3维变分方法同化多普勒天气雷达资料的试验研究 被引量：40
6
作者 杨毅 邱崇践 +1 位作者 龚建东 希爽 《气象科学》 CSCD 北大核心 2008年第2期124-132,共9页
以美国新近研发的天气研究预报模式（WRF）配置的3维变分同化系统WRF3D—Var为平台，针对2003年7月4-5日的一次暴雨过程进行了一组同化多普勒天气雷达径向风和回波强度资料的试验研究。其中同化径向风资料的方法是先用两步变分法由多普... 以美国新近研发的天气研究预报模式（WRF）配置的3维变分同化系统WRF3D—Var为平台，针对2003年7月4-5日的一次暴雨过程进行了一组同化多普勒天气雷达径向风和回波强度资料的试验研究。其中同化径向风资料的方法是先用两步变分法由多普勒资料反演出水平风，再同化反演风场；同化雷达回波强度资料的方法是通过雷达回波强度与雨水混合比的经验关系以暖雨过程为约束的同化方法。试验结果表明同化雷达资料后对降水预报有显著的正作用。其中单独同化雷达回波强度资料的正作用在前3～6h效果非常显著；单独同化反演的水平风场对降水预报的正作用能持续12h；二者同时同化对提前9h的降水预报改进更加明显。 展开更多
关键词 同化 多普勒 雷达 径向风 回波强度 WRF 3D—Var
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多普勒雷达资料对暴雨定量预报的同化对比试验 被引量：17
7
作者 潘敖大 王桂臣 +2 位作者 张红华 姜有山 朱云凤 《气象科学》 CSCD 北大核心 2009年第6期755-760,共6页
基于NCEP/NCAR再分析资料和连云港雷达探测资料,利用WRF模式及其三维变分同化V2.1系统,对发生在2008年4月19日连云港地区一次区域性暴雨过程进行了三维变分同化数值模拟对比研究。结果表明,同化了雷达资料后,模式预报效果比单独使用NCE... 基于NCEP/NCAR再分析资料和连云港雷达探测资料,利用WRF模式及其三维变分同化V2.1系统,对发生在2008年4月19日连云港地区一次区域性暴雨过程进行了三维变分同化数值模拟对比研究。结果表明,同化了雷达资料后,模式预报效果比单独使用NCEP做初始场效果明显改善,暴雨落区和量值更接近实况。同化了雷达资料后,模式预报的垂直运动区、最大上升区、水汽输送通道和高空涡度分布等更接近强降水区,结构也更精细,说明初始场增加雷达资料后,对初始风场的结构、强度和初始云水分布有实质性的改进,从而提高了对暴雨定量预报的效果。 展开更多
关键词 暴雨 WRF模式 三维变分同化 多普勒雷达
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集合卡尔曼滤波同化多普勒雷达资料的数值试验 被引量：59
8
作者 许小永 刘黎平 郑国光 《大气科学》 CSCD 北大核心 2006年第4期712-728,共17页
利用集合卡尔曼滤波(EnKF)在云数值模式中同化模拟多普勒雷达资料,并考察了不同条件下EnKF同化方法的性能。结果显示,经过几个同化周期后,EnKF分析结果非常接近真值。单多普勒雷达资料EnKF同化对雷达位置不太敏感,双雷达资料同化结果在... 利用集合卡尔曼滤波(EnKF)在云数值模式中同化模拟多普勒雷达资料,并考察了不同条件下EnKF同化方法的性能。结果显示,经过几个同化周期后,EnKF分析结果非常接近真值。单多普勒雷达资料EnKF同化对雷达位置不太敏感,双雷达资料同化结果在同化的初期阶段比单雷达资料同化结果准确。同化由反射率导出的雨水比直接同化反射率资料更有效,联合同化径向速度和雨水有利于提高同化分析效果。协方差对EnKF同化效果起着非常重要的作用,考虑模式全部预报变量与径向速度协方差的同化效果比仅考虑速度场与径向速度协方差的同化效果好。雷达资料缺值降低了同化效果,此时增加地面常规观测资料的同化可以明显提高同化分析效果。EnKF同化技术对雷达观测资料误差不太敏感。初始集合对同化分析有较大影响。EnKF同化受集合大小和观测资料影响半径。同化对模式误差较敏感。利用EnKF同化双多普勒雷达资料,分析了一次梅雨锋暴雨过程的中尺度结构。结果表明,EnKF同化技术能够从双多普勒雷达资料反演暴雨中尺度系统的动力场、热力场和微物理场,反演的风场是较准确的,反演的热力场和微物理场分布也是基本合理的。中低层切变线是此次暴雨的主要动力特征,对流云表现为低层辐合、高层辐散并有垂直上升运动伴随,其热力特征表现为低层是低压区,高层为高压区,中部为暖区而上、下部为冷区,水汽、云水和雨水分别集中在对流云体内、上升气流区和强回波区。 展开更多
关键词 多普勒雷达资料 集合卡尔曼滤波同化 均方根误差 中尺度结构
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多普勒雷达风场信息变分同化的试验研究 被引量：54
9
作者 万齐林 薛纪善 庄世宇 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期129-145,共17页
文中试验研究了一个在三维变分框架中直接同化多普勒天气雷达信息,获取雷达覆盖范围内大气风场的技术方案。径向风速是多普勒天气雷达数据中可直接被三维变分同化系统用来反演大气风场的唯一信息。由于风矢量有二或三个分量,径向风速作... 文中试验研究了一个在三维变分框架中直接同化多普勒天气雷达信息,获取雷达覆盖范围内大气风场的技术方案。径向风速是多普勒天气雷达数据中可直接被三维变分同化系统用来反演大气风场的唯一信息。由于风矢量有二或三个分量,径向风速作为风矢量的一个分量,不能为反演风矢量提供足够的信息。如果三维变分同化系统仅仅同化径向风速,所存在的不确定性将可能会给所反演的风场带来错误。文中提出的方案,不仅同化雷达径向风速,还同化雷达回波的移动信息,其关键是将雷达回波强度时空变化转换成一个新的雷达观测变量———雷达“视风速”。由于“视风速”是包含风场信息的变量,这在三维变分同化系统中增加了风场探测信息。通过联合利用“视风速”和径向风速,由单一径向风速确定风矢量所带来的不确定性可以被克服。使用中国气象科学研究院数值预报研究中心开发的三维变分同化系统(GRAPES-3Dvar)和广东省新一代天气雷达的监测资料进行了实例试验,结果表明本技术方案能够对获取大气系统结构是有用和有效的,也可用于形成模式初始场,这对中尺度天气预报是有作用的。 展开更多
关键词 变分同化 试验研究 多普勒雷达 中国气象科学研究院 多普勒天气雷达 新一代天气雷达 雷达回波强度 技术方案 大气风场 不确定性 风矢量 覆盖范围 雷达数据 移动信息 雷达观测 时空变化 风场探测 联合利用 监测资料 研究中心
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SVD-En3DVar方法同化多普勒雷达速度观测资料Ⅰ.模拟资料试验 被引量：8
10
作者 徐道生 邵爱梅 邱崇践 《大气科学》 CSCD 北大核心 2011年第4期753-766,共14页
利用WRF模式及模式模拟的资料,开展了利用SVD-En3DVar(基于集合和SVD技术的三维变分同化方法)方法同化雷达径向速度资料的试验。由于雷达观测经常出现大面积空缺,同化时引入了一种局地化方法避免远距离虚假相关的影响。试验着重研究了... 利用WRF模式及模式模拟的资料,开展了利用SVD-En3DVar(基于集合和SVD技术的三维变分同化方法)方法同化雷达径向速度资料的试验。由于雷达观测经常出现大面积空缺,同化时引入了一种局地化方法避免远距离虚假相关的影响。试验着重研究了不同的初始扰动样本产生方法以及不同的样本积分时间对同化结果的影响。提出了一种为预报集合提供初始扰动场的新方法,这一方法将温度和比湿的伪随机扰动场当作观测增量,通过3DVar(three-di mensional variational technique)系统生成所有变量的初始扰动场。试验表明,用这种方法给出的初始扰动样本各个变量间有较好的协调性,积分后扰动不会快速衰减,可以减少模式调整的时间,达到缩短同化循环时间窗的目的。同化雷达径向风资料后对12小时内的温度,湿度和水平风的预报都有所改进,对降水的预报也有一定改进。 展开更多
关键词 多普勒雷达 集合 资料同化 3DVAR SVD
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多普勒雷达资料四维变分同化 被引量：16
11
作者 杨艳蓉 李柏 张沛源 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2004年第1期95-110,共16页
文章从理论上分析了多普勒雷达资料的四维同化。阐述多普勒雷达资料四维同化的主要过程及其基本思路。着重论述多普勒雷达资料四维变分分析系统 ( 4D VDRAS)的原理和方法 ,以及价值函数 ,共轭方程、伴随方程和多普勒雷达数据处理、Barne... 文章从理论上分析了多普勒雷达资料的四维同化。阐述多普勒雷达资料四维同化的主要过程及其基本思路。着重论述多普勒雷达资料四维变分分析系统 ( 4D VDRAS)的原理和方法 ,以及价值函数 ,共轭方程、伴随方程和多普勒雷达数据处理、Barnes插值技术和 4D 展开更多
关键词 多普勒雷达 价值函数 四维变分同化 数据处理
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三维变分和物理初始化方法相结合同化多普勒雷达资料的试验研究 被引量：23
12
作者 杨毅 邱崇践 +1 位作者 龚建东 黄静 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期479-488,共10页
以美国新近研发的天气研究预报模式(WRF)配置的三维变分(3D-Var)同化系统WRF3D-Var为平台,结合物理初始化方法(Physical Initialization,简称PI)来同化多普勒雷达径向风和回波强度观测资料。其基本做法是首先用物理初始化方法由雷达回... 以美国新近研发的天气研究预报模式(WRF)配置的三维变分(3D-Var)同化系统WRF3D-Var为平台,结合物理初始化方法(Physical Initialization,简称PI)来同化多普勒雷达径向风和回波强度观测资料。其基本做法是首先用物理初始化方法由雷达回波资料估计出比湿、云水混合比和垂直速度,然后用估计的比湿和云水混合比对模式的相应变量进行调整,最后再将估计出的垂直速度作为一种新的观测类型添加到现有的WRF3D-Var目标函数中,同时以WRF3D-Var提供的方法直接同化径向风。针对2002年6月19日的一次强对流性降水过程和2003年7月5日的一次梅雨锋暴雨过程进行了一组同化多普勒雷达径向风和回波资料的试验研究。同化结果表明:分析变量的增量场和观测的雷达回波有很好的对应关系。在雷达回波区,有正的比湿增量、云水含量增量和垂直速度增量,并且水平风增量在此辐合;在没有雷达回波的地方有负的垂直速度增量。预报结果表明,调整云水含量对降水预报改善不明显,调整比湿对降水预报改进明显,直接用物理初始化估计出的垂直速度替代模式的初始垂直速度,对降水预报改进不明显,但以新的方案同化雷达资料能有效地缩短模式的起转时间(spin-uptime),明显改进短时降水预报。 展开更多
关键词 三维变分 物理初始化 同化 多普勒雷达
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多普勒天气雷达资料在暴雨数值模拟中的同化应用 被引量：14
13
作者 赵文斌 齐琳琳 +1 位作者 何宏让 王晓丹 《气象科学》 CSCD 北大核心 2011年第3期318-324,共7页
基于中尺度数值模式WRF及其三维变分同化系统WRF-3DVAR对2008年6月广西地区的一次强降雨过程,进行了多普勒天气雷达的多普勒径向速度和反射率因子的三维变分同化对于暴雨过程模拟效果影响研究。结果表明:(1)同化柳州、桂林和永州多普勒... 基于中尺度数值模式WRF及其三维变分同化系统WRF-3DVAR对2008年6月广西地区的一次强降雨过程,进行了多普勒天气雷达的多普勒径向速度和反射率因子的三维变分同化对于暴雨过程模拟效果影响研究。结果表明:(1)同化柳州、桂林和永州多普勒天气雷达观测资料后,模式对广西东北部地区特大暴雨的模拟效果明显改进;(2)WRF-3DVAR能够有效地同化多普勒天气雷达径向速度和雷达反射率因子,同化后使得模式初始场包含有更详尽的中尺度特征信息;(3)在高分辨率中尺度数值模式中有效地利用多普勒天气雷达资料,改善了分析场中尺度结构的描述,从而减轻了spin-up现象,能较好的提高中尺度降雨预报。 展开更多
关键词 暴雨 三维变分同化 多普勒径向速度 雷达反射率因子 中尺度模式
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双多普勒雷达风场反演资料的同化应用试验 被引量：5
14
作者 杨艳蓉 王振会 +1 位作者 周海光 张沛源 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2009年第4期553-557,共5页
利用合肥、马鞍山2部多普勒雷达联合观测资料及多部多普勒雷达合成和连续调整技术(MUSCAT),在笛卡尔坐标下反演得到三维风场。将得到的风场通过由CAPS(center for analysisand prediction of storm)研发的ARPS(advanced regional predic... 利用合肥、马鞍山2部多普勒雷达联合观测资料及多部多普勒雷达合成和连续调整技术(MUSCAT),在笛卡尔坐标下反演得到三维风场。将得到的风场通过由CAPS(center for analysisand prediction of storm)研发的ARPS(advanced regional prediction system v5.2.4)模式及数据处理系统ADAS(ARPS data analysis system)进行同化试验。结果表明,反演风场信息可以改善短时模拟场、特别是风场的状况;但由于对湿度场等的改进较小,致使预报的3h降水量与实况有出入。 展开更多
关键词 双多普勒雷达 风场反演 同化
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多普勒雷达资料在冷涡强对流天气中的同化应用试验 被引量：15
15
作者 陈力强 杨森 肖庆农 《气象》 CSCD 北大核心 2009年第12期12-20,I0002,共10页
应用WRF模式的三维变分同化系统(WRF-3DVAR),对沈阳多普勒天气雷达资料在东北冷涡暴雨个例中的同化应用进行了试验。研制了多普勒雷达资料质量控制系统,实现了对径向风和反射率因子的直接同化,不但可以反演中尺度三维气象要素场,而且可... 应用WRF模式的三维变分同化系统(WRF-3DVAR),对沈阳多普勒天气雷达资料在东北冷涡暴雨个例中的同化应用进行了试验。研制了多普勒雷达资料质量控制系统,实现了对径向风和反射率因子的直接同化,不但可以反演中尺度三维气象要素场,而且可以为模式提供初始场。以天气尺度资料为背景场同化多普勒雷达资料,WRF-3DVAR可以较好地反演冷涡中尺度对流系统的三维结构,反演的地面强对流辐散气流及在对流层中层涡旋都符合中尺度系统概念模型,通过与实际地面探测资料进行了对比,风场环流基本接近,同化了雷达资料的气象要素场可为预报业务提供较好的包含中小尺度系统的实时三维分析场。通过冷涡个例同化试验,应用WRF-3DVAR同化雷达资料后,中尺度模式对对流降水的预报总体有正的影响,对强对流中的一些中小尺度雨团的预报也略有改善。 展开更多
关键词 多普勒雷达 三维变分资料同化 模式预报 冷涡对流
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单多普勒雷达径向风同化的改进 被引量：8
16
作者 罗义 梁旭东 陈明轩 《气象科学》 CSCD 北大核心 2014年第6期620-628,共9页
基于现有的单多普勒雷达径向速度资料直接同化和间接同化方法,提出了一种改进同化方法,通过引入反演方程组作为观测算子,将分析单元内径向风的空间变化信息作为同化变量。同时,根据模式的分辨率和精度要求调整分析单元大小,从而能够有... 基于现有的单多普勒雷达径向速度资料直接同化和间接同化方法,提出了一种改进同化方法,通过引入反演方程组作为观测算子,将分析单元内径向风的空间变化信息作为同化变量。同时,根据模式的分辨率和精度要求调整分析单元大小,从而能够有效地弥补数据稀释化所带来的高分辨率数据遗失问题。相对于直接同化只同化雷达观测径向风,改进方法不仅包含径向风信息,而且包含径向风的空间变化信息;相对于传统的间接同化,改进方法不直接使用强约束求解析风场,避免了将反演风场完全等同于"观测风场",能够较大程度地克服反演误差对同化效果的影响。通过理想实验和观测系统模拟试验表明:改进方法对于传统的直接同化和间接同化具有一定的兼容性,应用灵活,具有积极的改进意义。 展开更多
关键词 多普勒雷达 风场反演 资料同化方案
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多普勒雷达资料同化对北京“7·21”大暴雨过程模拟的影响 被引量：8
17
作者 沈菲菲 束艾青 +4 位作者 许冬梅 郭雅凯 李超 王易 张冰 《沙漠与绿洲气象》 2020年第2期50-60,共11页
利用新一代中尺度预报模式WRFV3.6及其三维变分同化系统(WRF-3DVAR),对2012年7月21日北京地区的一次暴雨过程进行多普勒天气雷达径向风和反射率的同化试验研究,检验和探讨高时空分辨率多普勒天气雷达资料在改进模式初始场及提高对暴雨... 利用新一代中尺度预报模式WRFV3.6及其三维变分同化系统(WRF-3DVAR),对2012年7月21日北京地区的一次暴雨过程进行多普勒天气雷达径向风和反射率的同化试验研究,检验和探讨高时空分辨率多普勒天气雷达资料在改进模式初始场及提高对暴雨过程预报的准确率等方面的应用效果及意义。结果发现雷达资料同化能在初始场中加入反映产生降水的低层风场辐合的动力和锋前暖区充足的水汽条件的物理信息,可以在模式积分开始后改善初始场中水汽和风的分布,较快地模拟出局地对流系统的发生、发展,改善由于中尺度观测资料不足而造成的模式初始场里中尺度信息缺乏的问题。径向速度的同化增加了中尺度信息,对初始流场的调整较为显著,侧重于改进风场。而雷达反射率资料的同化对初始温、湿度场和强回波位置的调整更明显,侧重于改进湿度场。累计降水的预报结果显示,同化径向风资料对雨带的位置、范围有较好的改进,同化雷达反射率资料对暴雨强度的预报有明显的改善。通过降水ETS评分发现,同化常规观测试验相对于控制实验,对于5、15 mm和25 mm降水评分能增加0.1左右,径向风同化试验能增加0.2左右,反射率同化试验能增加0.3左右,而径向风加反射率试验增加的评分介于0.2~0.3。雷达资料对于提高定量降水预报的精确度有着重要作用。 展开更多
关键词 WRF模式 多普勒雷达资料同化 三维变分 北京 暴雨
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暴雨模拟中多普勒雷达径向速度变分同化的应用 被引量：6
18
作者 赵文斌 齐琳琳 +1 位作者 何宏让 孙建华 《气象科技》 北大核心 2010年第1期37-43,148,共8页
针对2008年6月广东地区的一次强降雨过程,利用WRF中尺度数值模式及其三维变分同化系统(WRF-3DVAR),进行了多普勒雷达径向速度变分同化对暴雨过程模拟效果影响研究。结果表明:WRF-3DVAR能够有效地同化多普勒雷达径向速度,同化后的主要影... 针对2008年6月广东地区的一次强降雨过程,利用WRF中尺度数值模式及其三维变分同化系统(WRF-3DVAR),进行了多普勒雷达径向速度变分同化对暴雨过程模拟效果影响研究。结果表明:WRF-3DVAR能够有效地同化多普勒雷达径向速度,同化后的主要影响在于改进了初始动力场,使得初始场包含有更详尽的中尺度特征信息,进而显著提高模式对广东局地暴雨过程的模拟效果。在高分辨率中尺度数值模式中有效地利用多普勒天气雷达资料,是提高中尺度降雨预报的关键。 展开更多
关键词 暴雨 多普勒雷达 径向速度 中尺度模式 三维变分同化
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利用WRF和多普勒雷达资料同化对一次江淮地区梅雨降水过程的模拟研究 被引量：6
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作者 黄兴友 陈晓颖 +3 位作者 沈菲菲 沈艳秋 沈妍琰 周晔 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期225-238,共14页
为了研究同化雷达资料对数值模式降水预报的改进效果,针对2015年6月26—28日江淮地区梅雨降水过程,进行了结合雷达资料同化的数值模拟研究。首先介绍了过程的降水概况、环流形势。其次,利用WRF模式进行降水过程的数值模拟,在完成控制试... 为了研究同化雷达资料对数值模式降水预报的改进效果,针对2015年6月26—28日江淮地区梅雨降水过程,进行了结合雷达资料同化的数值模拟研究。首先介绍了过程的降水概况、环流形势。其次,利用WRF模式进行降水过程的数值模拟,在完成控制试验的基础上进行WRF-3DVAR的雷达资料同化。经过15 h的启转后,分别进行了针对背景误差协方差矩阵中特征长度和方差尺度的敏感性试验,得到最适合本次个例的特征长度(0.5)、方差尺度(0.7)。设置最优的特征长度和方差尺度后,进行同时同化反射率因子与径向风、单独同化反射率因子和单独同化径向风的同化试验,并分别设置了间隔为1 h和30 min的同化频率。通过分析个例水汽场、动力场及降水预报场,得到如下结论:1)雷达数据同化能够有效提高降水预报效果;2)同时同化雷达反射率因子和径向风的效果最好;3)同化雷达资料频率越高,效果提高也越明显。 展开更多
关键词 梅雨锋 降水 多普勒雷达 同化 尺度因子
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单多普勒雷达资料在伴随模式同化系统中的应用研究 被引量：7
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作者 李红莉 王叶红 《暴雨灾害》 2007年第3期211-216,共6页
利用变分方法反演单多普勒雷达资料,得到风矢量场。同时,利用MM5伴随模式同化系统,结合一次暴雨过程,设计四种方案,进行数值模拟试验。结果表明,通过变分方法反演的雷达资料的应用对于暴雨的分布预报有明显的改善作用;运用伴随方法同化... 利用变分方法反演单多普勒雷达资料,得到风矢量场。同时,利用MM5伴随模式同化系统,结合一次暴雨过程,设计四种方案,进行数值模拟试验。结果表明,通过变分方法反演的雷达资料的应用对于暴雨的分布预报有明显的改善作用;运用伴随方法同化雷达资料后可改善对暴雨中心的预报;对于各个物理量误差的减少,雷达资料的应用也起到重要作用,尤其是对于风场作用较为明显;雷达资料的应用可加快伴随模式同化系统目标函数的收敛,得到最优初始场。 展开更多
关键词 多普勒雷达 伴随模式 同化 数值模拟
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